BR112020017970A2 - AN OPTICAL DEVICE FOR MODIFICATION OF LIGHT DISTRIBUTION - Google Patents
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Abstract
a presente invenção se refere a um dispositivo óptico (201) compreendendo uma seção central (202) possuindo uma porção de lente para modificação de distribuição de uma primeira parte de luz emitida por uma fonte de luz, e uma seção periférica (203) circundando a seção central e compreendendo uma superfície cônica (205) para modificação de distribuição de luz de uma segunda parte da luz emitida pela fonte de luz. a superfície cônica compreende cristas (206) onde reflexão interna total acontece quando um feixe de luz chega a partir da fonte de luz em uma das superfícies laterais de cada crista, e penetração de superfície acontece quando o feixe de luz refletido chega na outra superfície lateral da crista sob consideração. por conseqüência, a superfície cônica atua tanto como uma superfície reflexiva quanto como uma superfície refrativa para consecução de um padrão de distribuição de luz desejado.the present invention relates to an optical device (201) comprising a central section (202) having a lens portion for modifying the distribution of a first part of light emitted by a light source, and a peripheral section (203) surrounding the central section and comprising a conical surface (205) for modifying the light distribution of a second part of the light emitted by the light source. the conical surface comprises ridges (206) where total internal reflection occurs when a beam of light arrives from the light source on one of the side surfaces of each ridge, and surface penetration occurs when the reflected beam of light reaches the other side surface the crest under consideration. consequently, the conical surface acts both as a reflective surface and as a refractive surface to achieve a desired light distribution pattern.
Description
”UM DISPOSITIVO ÓPTICO PARA MODIFICAÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO DE LUZ“ Campo técnico da invenção"AN OPTICAL DEVICE FOR MODIFICATION OF LIGHT DISTRIBUTION" Technical field of the invention
[0001] A presente invenção se refere genericamente para engenharia de iluminação. Mais particularmente, a presente invenção se refere para um dispositivo óptico para modificação de distribuição de luz produzida por uma fonte de luz que pode compreender, por exemplo, mas não necessariamente, um ou mais diodos de emissão de luz “LED” (light emitting diodes “LED”). Antecedentes[0001] The present invention relates generally to lighting engineering. More particularly, the present invention relates to an optical device for modifying the light distribution produced by a light source which may comprise, for example, but not necessarily, one or more light emitting diodes (LED) “LED”). Background
[0002] Distribuição de luz produzida por uma fonte de luz pode ser importante ou até mesmo crítica em algumas aplicações. A fonte de luz pode compreender, por exemplo, mas não necessariamente, um ou mais diodos de emissão de luz “LED”, uma ou mais lâmpadas de filamento, ou uma ou mais lâmpadas de descarga de gás. A distribuição de luz produzida por uma fonte de luz pode ser modificada com dispositivos ópticos, tais como lentes, refletores, e dispositivos de lente-refletor combinados que compreendem seções que atuam como lentes e seções que atuam como refletores. As Figuras 1a e 1b mostram vistas isométricas de um dispositivo óptico de exemplificação (101) em concordância com o estado da técnica para modificação de distribuição de luz. O dispositivo óptico (101) é feito de material transparente adequado cujo índice de refração é maior do que um. A Figura 1c mostra uma vista de uma seção tomada ao longo de uma linha A – A que é mostrada nas Figuras 1a e 1b. O plano de seção é paralelo para o plano yz de um sistema de coordenadas (199). Adicionalmente, a figura 1c mostra um diagrama polar ilustrando um padrão de distribuição de luz produzido por uma fonte de luz (120) e pelo dispositivo óptico (101). Na situação de exemplificação que é mostrada nas Figuras 1a – 1c, o eixo óptico geométrico (121) do dispositivo óptico (101) é paralelo para o eixo geométrico z do sistema de coordenadas (199). O dispositivo óptico (101) compreende uma seção central (102) que compreende uma porção de lente (104) para modificação da distribuição de uma primeira parte da luz emitida pela fonte de luz (120). O dispositivo óptico (101) compreende uma seção periférica (103) circundando a seção central (102) e compreendendo uma superfície cônica (105). A superfície cônica (105) atua como uma superfície de refletor de maneira tal que reflexão interna total “TIR” (total internal reflection “TIR”) acontece quando um feixe de luz chega a partir da fonte de luz (120) em uma superfície cônica (105). Na Figura 1c, feixes de luz de exemplificação pertencendo para a primeira parte da luz são representados com linhas tracejadas com ponta de flecha e feixes de luz de exemplificação pertencendo para a segunda parte da luz são representados com linhas tracejadas e pontilhadas com ponta de flecha.[0002] Distribution of light produced by a light source can be important or even critical in some applications. The light source may comprise, for example, but not necessarily, one or more "LED" light emitting diodes, one or more filament lamps, or one or more gas discharge lamps. The light distribution produced by a light source can be modified with optical devices, such as lenses, reflectors, and combined lens-reflector devices that comprise sections that act as lenses and sections that act as reflectors. Figures 1a and 1b show isometric views of an exemplary optical device (101) in accordance with the state of the art for modifying light distribution. The optical device (101) is made of a suitable transparent material whose refractive index is greater than one. Figure 1c shows a view of a section taken along line A - A which is shown in Figures 1a and 1b. The section plane is parallel to the yz plane of a coordinate system (199). Additionally, figure 1c shows a polar diagram illustrating a light distribution pattern produced by a light source (120) and the optical device (101). In the example situation shown in Figures 1a - 1c, the geometric optical axis (121) of the optical device (101) is parallel to the geometric axis z of the coordinate system (199). The optical device (101) comprises a central section (102) comprising a lens portion (104) for modifying the distribution of a first part of the light emitted by the light source (120). The optical device (101) comprises a peripheral section (103) surrounding the central section (102) and comprising a conical surface (105). The conical surface (105) acts as a reflector surface in such a way that total internal reflection “TIR” occurs when a beam of light arrives from the light source (120) on a conical surface (105). In Figure 1c, exemplary light beams belonging to the first part of the light are represented with dashed lines with arrowheads and exemplary light beams belonging to the second part of the light are represented with dashed and dotted lines with arrowheads.
[0003] Como é ilustrado pelo diagrama polar que é mostrado na Figura 1c, a intensidade de luz diminui rapidamente quando um valor absoluto de um ângulo com respeito para o eixo óptico geométrico (121) do dispositivo óptico (101) excede cerca de 20 graus. Como um corolário, áreas, tal como uma área de canto (130) que é ilustrada na figura 1c pode permanecer insuficientemente iluminada quando o dispositivo óptico (101) é montado sobre um teto.[0003] As illustrated by the polar diagram shown in Figure 1c, the light intensity decreases rapidly when an absolute value of an angle with respect to the geometric optical axis (121) of the optical device (101) exceeds about 20 degrees . As a corollary, areas, such as a corner area (130) which is illustrated in figure 1c, may remain insufficiently illuminated when the optical device (101) is mounted on a ceiling.
É possível espalhar o padrão de distribuição de luz por aumento do ângulo de cone da superfície cônica (105) e por configuração da porção de lente (104) para ser de menos colimação. Entretanto, em muitos casos existe uma necessidade para manter a integridade de padrão de distribuição de luz dentro de limites desejados. Por exemplo, o padrão de distribuição de luz que é ilustrado pelo diagrama polar na figura 1c é entre cerca de – 45 graus e + 45 graus com respeito para o eixo óptico geométrico (121) do dispositivo óptico (101). Por conseqüência, em muitos casos, existe uma necessidade para aumentar a intensidade de luz nas áreas de margem do padrão de distribuição de luz. SumárioIt is possible to spread the light distribution pattern by increasing the cone angle of the conical surface (105) and by configuring the lens portion (104) to be of less collimation. However, in many cases there is a need to maintain the light distribution pattern integrity within desired limits. For example, the pattern of light distribution that is illustrated by the polar diagram in figure 1c is between about - 45 degrees and + 45 degrees with respect to the geometric optical axis (121) of the optical device (101). Consequently, in many cases, there is a need to increase the light intensity in the margin areas of the light distribution pattern. summary
[0004] A descrição a seguir apresenta um resumo simplificado de maneira tal a proporcionar uma compreensão básica de alguns aspectos de várias concretizações da presente invenção. O resumo não é uma visão global extensiva da presente invenção. E nem é intencionado para identificar elementos chave ou críticos da presente invenção e nem para delinear o escopo da presente invenção. A descrição de resumo a seguir meramente apresenta alguns conceitos da presente invenção de uma forma simplificada como um prelúdio para uma descrição mais detalhada de concretizações de exemplificação da presente invenção.[0004] The description below provides a simplified summary in order to provide a basic understanding of some aspects of various embodiments of the present invention. The summary is not an extensive overview of the present invention. Nor is it intended to identify key or critical elements of the present invention or to outline the scope of the present invention. The following summary description merely presents some concepts of the present invention in a simplified way as a prelude to a more detailed description of exemplary embodiments of the present invention.
[0005] Neste documento, a palavra “geométrico” quando utilizada como um prefixo significa um conceito geométrico que não é necessariamente uma parte de qualquer objeto físico. O conceito geométrico pode ser, por exemplo, um ponto geométrico, uma linha geométrica reta ou encurvada, um plano geométrico, uma superfície geométrica não planar, um espaço geométrico, ou qualquer outra entidade geométrica que é de zero, uma, duas, ou três dimensões.[0005] In this document, the word "geometric" when used as a prefix means a geometric concept that is not necessarily a part of any physical object. The geometric concept can be, for example, a geometric point, a straight or curved geometric line, a geometric plane, a non-planar geometric surface, a geometric space, or any other geometric entity that is zero, one, two, or three dimensions.
[0006] Em concordância com a presente invenção, é proporcionado um novo dispositivo óptico para modificação de distribuição de luz produzida por uma fonte de luz.[0006] In accordance with the present invention, a new optical device is provided for modifying the light distribution produced by a light source.
[0007] Um dispositivo óptico em concordância com a presente invenção é feito de material transparente e o dispositivo óptico compreende: - uma seção central compreendendo uma porção de lente para modificação de distribuição de uma primeira parte de luz emitida por uma fonte de luz quando a fonte de luz é localizada simetricamente com respeito para um eixo óptico geométrico do dispositivo óptico; e: - uma seção periférica circundando a seção central e compreendendo uma superfície cônica para modificação de distribuição de luz de uma segunda parte da luz emitida pela fonte de luz.[0007] An optical device in accordance with the present invention is made of transparent material and the optical device comprises: - a central section comprising a lens portion for modifying the distribution of a first part of light emitted by a light source when the light source is located symmetrically with respect to a geometric optical axis of the optical device; and: - a peripheral section surrounding the central section and comprising a conical surface for modifying the light distribution of a second part of the light emitted by the light source.
[0008] A superfície cônica compreende cristas nas quais reflexão interna total “TIR” acontece quando um feixe de luz chega a partir da fonte de luz em uma das superfícies laterais de cada crista, e penetração de superfície acontece quando o feixe de luz refletido chega na outra uma das superfícies laterais da crista sob consideração. Por conseqüência, a superfície cônica atua tanto como uma superfície de reflexão e quanto como uma superfície de refração para consecução de um padrão de distribuição de luz desejado de maneira tal que, quando comparado com o padrão de distribuição de luz que é mostrado na figura 1c, mais luz pode ser direcionada para as áreas de margem do padrão de distribuição de luz. A superfície cônica intercepta um plano geométrico perpendicular para o eixo óptico geométrico ao longo de um caminho fechado possuindo uma configuração denteada.[0008] The conical surface comprises ridges in which total internal reflection “TIR” occurs when a beam of light arrives from the light source on one of the side surfaces of each crest, and surface penetration occurs when the reflected beam arrives on the other, one of the side surfaces of the crest under consideration. Consequently, the conical surface acts both as a reflection surface and as a refractive surface to achieve a desired light distribution pattern in such a way that, when compared to the light distribution pattern that is shown in figure 1c , more light can be directed to the edge areas of the light distribution pattern. The conical surface intersects a geometric plane perpendicular to the geometric optical axis along a closed path having a toothed configuration.
[0009] Neste documento, a expressão “superfície cônica” não é limitada para casos onde curvas de seção geométricas entre a superfície cônica e planos geométricos perpendiculares para o eixo óptico geométrico anteriormente mencionado são círculos. Em um dispositivo óptico em concordância com a presente invenção, as curvas de seção geométricas possuem uma configuração não circular.[0009] In this document, the expression “conical surface” is not limited to cases where geometric section curves between the conical surface and geometric planes perpendicular to the previously mentioned geometric optical axis are circles. In an optical device in accordance with the present invention, the geometric section curves have a non-circular configuration.
[0010] Em concordância com a presente invenção, é proporcionado também um novo dispositivo de iluminação que compreende: - uma fonte de luz; e - um dispositivo óptico em concordância com a presente invenção para modificação da distribuição de luz emitida pela fonte de luz, a fonte de luz sendo localizada simetricamente com respeito para o eixo óptico geométrico do dispositivo óptico.[0010] In accordance with the present invention, a new lighting device is also provided which comprises: - a light source; and - an optical device in accordance with the present invention for modifying the light distribution emitted by the light source, the light source being located symmetrically with respect to the geometric optical axis of the optical device.
[0011] A fonte de luz pode compreender, por exemplo, um ou mais diodos de emissão de luz “LED”.[0011] The light source may comprise, for example, one or more light emitting diodes "LED".
[0012] Em concordância com a presente invenção, é proporcionado também um novo molde possuindo uma forma adequada para fabricação, por fundição (moldagem) de molde, uma peça de material transparente, por exemplo, plástico, possuindo uma configuração de um dispositivo óptico em concordância com a presente invenção.[0012] In accordance with the present invention, there is also provided a new mold having a shape suitable for manufacturing, by mold casting (molding), a piece of transparent material, for example, plastic, having a configuration of an optical device in agreement with the present invention.
[0013] Várias concretizações de exemplificação não limitantes da presente invenção são descritas nas reivindicações de patente dependentes acompanhantes.[0013] Various non-limiting exemplary embodiments of the present invention are described in the accompanying dependent patent claims.
[0014] Concretizações de exemplificação não limitantes da presente invenção tanto como para construções e quanto para métodos de operação, juntamente com adicionais objetivos e vantagens da mesma, irão ser mãos bem compreendido/as a partir da descrição a seguir de concretizações de exemplificação específicas quando lidas em conjunção com os desenhos acompanhantes.[0014] Non-limiting exemplification embodiments of the present invention both for constructions and for methods of operation, together with additional objectives and advantages thereof, will be well understood from the following description of specific exemplification embodiments when read in conjunction with the accompanying drawings.
[0015] Os verbos “compreender” e “incluir” são utilizados neste documento como limitações abertas que nem excluem e nem requerem a existência de também características não recitadas. As características recitadas em reivindicações de patente dependentes são mutuamente livremente combinadas a menos que de outra forma explicitamente estabelecido. Adicionalmente, é para ser compreendido que a utilização de “um” ou “uma”, isto é, uma forma singular, através de todo este documento não exclui uma pluralidade. Breve descrição das figuras[0015] The verbs "understand" and "include" are used in this document as open limitations that neither exclude nor require the existence of unrecognized characteristics. Features recited in dependent patent claims are mutually freely combined unless otherwise explicitly stated. Additionally, it is to be understood that the use of "one" or "one", that is, a singular form, throughout this document does not exclude a plurality. Brief description of the figures
[0016] As concretizações de exemplificação e não limitantes da presente invenção e suas vantagens são explanadas em maiores detalhes abaixo com referência para os desenhos acompanhantes, nos quais:[0016] The exemplary and non-limiting embodiments of the present invention and its advantages are explained in greater detail below with reference to the accompanying drawings, in which:
[0017] As Figuras 1a, 1b, e 1c ilustram um dispositivo óptico em concordância com o estado da técnica para modificação de distribuição de luz; e:[0017] Figures 1a, 1b, and 1c illustrate an optical device in accordance with the state of the art for modifying light distribution; and:
[0018] As Figuras 2a, 2b, 2c, e 2d ilustram um dispositivo óptico em concordância com uma concretização de exemplificação e não limitante da presente invenção.[0018] Figures 2a, 2b, 2c, and 2d illustrate an optical device in accordance with an exemplary and non-limiting embodiment of the present invention.
[0019] As Figuras 1a – 1c foram já explanadas na seção de panorama técnico deste documento. Descrição de concretizações de exemplificação e não limitantes[0019] Figures 1a - 1c have already been explained in the technical overview section of this document. Description of exemplary and non-limiting embodiments
[0020] Os exemplos específicos proporcionados na descrição determinados abaixo não deveriam ser construídos como limitantes do escopo e/ou da aplicabilidade das reivindicações de patente anexadas. Listas e grupos de exemplos proporcionados na descrição determinada baixo são não exaustivos a menos que de outra forma explicitamente estabelecido.[0020] The specific examples provided in the description determined below should not be construed as limiting the scope and / or applicability of the attached patent claims. Lists and groups of examples provided in the description given below are non-exhaustive unless otherwise explicitly stated.
[0021] As Figuras 2a e 2b mostram vistas isométricas de um dispositivo óptico (201) em concordância com uma concretização de exemplificação e não limitante da presente invenção. A Figura 2c mostra uma vista de uma seção tomada ao longo de uma linha A – A que é mostrada nas figuras 2a e 2b. O plano de seção é paralelo para o plano yz de um sistema de coordenadas (299). Adicionalmente, a figura 2c mostra um diagrama polar ilustrando um padrão de distribuição de luz produzido por uma fonte de luz (220) e pelo dispositivo óptico (201). A fonte de luz (220) pode compreender, por exemplo, um ou mais diodos de emissão de luz “LED”, uma ou mais lâmpadas de filamento, ou uma ou mais lâmpadas de descarga de gás. Na situação de exemplificação que é mostrada nas figuras 2a – 2c, o eixo óptico geométrico (221) do dispositivo óptico (201) é paralelo para o eixo geométrico z do sistema de coordenadas (299). O dispositivo óptico (201) é feito de material transparente cujo índice de refração é maior do que um. O material transparente pode ser, por exemplo, plástico acrílico, policarbonato, silicone óptico, ou vidro. O método de fabricação do dispositivo óptico (201) pode ser, por exemplo, fundição (moldagem) de molde.[0021] Figures 2a and 2b show isometric views of an optical device (201) in accordance with an exemplary and non-limiting embodiment of the present invention. Figure 2c shows a view of a section taken along line A - A which is shown in figures 2a and 2b. The section plane is parallel to the yz plane of a coordinate system (299). Additionally, figure 2c shows a polar diagram illustrating a light distribution pattern produced by a light source (220) and the optical device (201). The light source (220) may comprise, for example, one or more "LED" light emitting diodes, one or more filament lamps, or one or more gas discharge lamps. In the example situation shown in figures 2a - 2c, the geometric optical axis (221) of the optical device (201) is parallel to the geometric axis z of the coordinate system (299). The optical device (201) is made of transparent material whose refractive index is greater than one. The transparent material can be, for example, acrylic plastic, polycarbonate, optical silicone, or glass. The method of manufacturing the optical device (201) can be, for example, die casting (molding).
[0022] O dispositivo óptico (201) compreende uma seção central (202) que compreende uma porção de lente (204) para modificação da distribuição de uma primeira parte da luz emitida pela fonte de luz (220). Neste caso de exemplificação, uma superfície de egresso (saída) de luz da porção de lente (204) é convexa e uma superfície de egresso de luz da porção de lente (204) compreende uma parte central côncava e uma parte plana circundando a parte central côncava. O dispositivo óptico (201) compreende uma seção periférica (203) circundando a seção central (202) e compreendendo uma superfície cônica (205) para modificação de distribuição de uma segunda parte da luz emitida pela fonte de luz. Na figura 2c, feixes de luz de exemplificação pertencendo para a primeira parte da luz são representados com linhas tracejadas com ponta de flecha e feixes de luz de exemplificação pertencendo para a segunda parte da luz são representados com linhas tracejadas e pontilhadas com ponta de flecha. O dispositivo óptico (201) e a fonte de luz (220) constituem um dispositivo de iluminação em concordância com uma concretização de exemplificação e não limitante da presente invenção. A fonte de luz (220) é mecanicamente suportada de maneira tal que a fonte de luz (220) é localizada substancialmente simetricamente com respeito para o eixo óptico geométrico (221) do dispositivo óptico. Estruturas de suporte mecânico para suporte da fonte de luz (220) não são mostradas na figura 2c.[0022] The optical device (201) comprises a central section (202) comprising a lens portion (204) for modifying the distribution of a first part of the light emitted by the light source (220). In this exemplary case, a light egress (outlet) surface from the lens portion (204) is convex and a light egress surface from the lens portion (204) comprises a central concave part and a flat portion surrounding the central part concave. The optical device (201) comprises a peripheral section (203) surrounding the central section (202) and comprising a conical surface (205) for modifying the distribution of a second part of the light emitted by the light source. In figure 2c, exemplary light beams belonging to the first part of the light are represented with dashed lines with arrowheads and exemplary light beams belonging to the second part of the light are represented with dashed and dotted lines with arrowheads. The optical device (201) and the light source (220) constitute a lighting device in accordance with an exemplary and non-limiting embodiment of the present invention. The light source (220) is mechanically supported in such a way that the light source (220) is located substantially symmetrically with respect to the geometric optical axis (221) of the optical device. Mechanical support structures for supporting the light source (220) are not shown in figure 2c.
[0023] Como é ilustrado na figura 2b, a superfície cônica anteriormente mencionada (205) compreende cristas. Na figura 2b, uma das cristas é simbolizada com o numeral de referência (206). As cristas são orientadas de maneira tal que as cristas são perpendiculares para a direção circunferencial da superfície cônica. A Figura 2d mostra uma vista de seção da crista (206) de maneira tal que o plano de seção é paralelo para o plano xy do sistema de coordenadas (299). Como é ilustrado na figura 2d, a crista (206) é configurada de maneira tal que reflexão interna total “TIR” acontece quando um feixe de luz chega a partir da fonte de luz em uma de superfícies laterais (207a) e (207b) da crista (206), e penetração de superfície acontece quando o feixe de luz refletido chega na outra uma das superfícies laterais. Por conseqüência, a superfície cônica (205) possuindo as cristas atua tanto como uma superfície de reflexão e quanto como uma superfície de refração para consecução do padrão de distribuição de luz pelo diagrama polar da figura 2c. Por comparação do diagrama polar da figura 2c com o diagrama polar da figura 1c, se pode observar que o padrão de distribuição de luz obtido com o dispositivo óptico (201) em concordância com a concretização da presente invenção e o padrão de distribuição de luz obtido com o dispositivo óptico (101) em concordância com o estado da técnica são ambos entre cerca de – 45 graus e + 45 graus com respeito para o eixo óptico geométrico, mas o dispositivo óptico (201) em concordância com a concretização da presente invenção direciona mais luz para as áreas de margem do padrão de distribuição de luz.[0023] As illustrated in figure 2b, the previously mentioned conical surface (205) comprises ridges. In figure 2b, one of the ridges is symbolized with the reference numeral (206). The ridges are oriented in such a way that the ridges are perpendicular to the circumferential direction of the conical surface. Figure 2d shows a section view of the ridge (206) in such a way that the section plane is parallel to the xy plane of the coordinate system (299). As illustrated in figure 2d, the ridge (206) is configured in such a way that total internal “TIR” reflection occurs when a beam of light arrives from the light source on one of the side surfaces (207a) and (207b) of the ridge (206), and surface penetration occurs when the reflected light beam arrives at the other side surface. Consequently, the conical surface (205) having the ridges acts both as a reflection surface and as a refractive surface for achieving the light distribution pattern by the polar diagram of figure 2c. By comparing the polar diagram of figure 2c with the polar diagram of figure 1c, it can be seen that the light distribution pattern obtained with the optical device (201) in accordance with the embodiment of the present invention and the light distribution pattern obtained with the optical device (101) in accordance with the state of the art are both between about - 45 degrees and + 45 degrees with respect to the geometric optical axis, but the optical device (201) in accordance with the embodiment of the present invention directs more light to the edge areas of the light distribution pattern.
[0024] No dispositivo óptico de exemplificação (201) que é ilustrado nas figuras 2a – 2d, a seção central (202) é substancialmente rotacionalmente simétrica com respeito para o eixo óptico geométrico (221) e os topos das cristas da superfície cônica (205) contatam, como tangentes, para uma superfície cônica geométrica substancialmente rotacionalmente simétrica com respeito para o eixo óptico geométrico (221). Uma linha tracejada (222) na figura 2d representa uma parte de uma curva de seção geométrica entre a superfície cônica geométrica anteriormente mencionada e o plano de seção relacionado para a figura 2d. O plano de seção é paralelo para o plano xy do sistema de coordenadas (299). O ângulo de cone da superfície cônica geométrica anteriormente mencionada pode ser, por exemplo, na faixa a partir de 30 graus até 90 graus. Na figura 2c, o ângulo de cone é simbolizado como γ. É, entretanto, também possível que um dispositivo óptico em concordância com uma concretização da presente invenção venha a possuir uma configuração alongada de maneira tal que o dispositivo óptico venha a ser adequado para uma fonte de luz alongada tal como, por exemplo, um tubo florescente.[0024] In the exemplary optical device (201) which is illustrated in figures 2a - 2d, the central section (202) is substantially rotationally symmetrical with respect to the geometric optical axis (221) and the tops of the crests of the conical surface (205 ) contact, as tangents, for a substantially rotationally symmetrical conical geometric surface with respect to the geometric optical axis (221). A dashed line (222) in figure 2d represents a part of a geometric section curve between the aforementioned geometric conical surface and the related section plane for figure 2d. The section plane is parallel to the xy plane of the coordinate system (299). The cone angle of the previously mentioned geometric conical surface can be, for example, in the range from 30 degrees to 90 degrees. In figure 2c, the cone angle is symbolized as γ. It is, however, also possible that an optical device in accordance with an embodiment of the present invention will have an elongated configuration in such a way that the optical device will be suitable for an elongated light source such as, for example, a fluorescent tube. .
[0025] No dispositivo óptico de exemplificação (201) que é ilustrado nas figuras 2a – 2d, as seções transversais das cristas são substancialmente configuradas em V como é ilustrado na figura 2d. O ângulo α entre as superfícies laterais de cada crista é vantajosamente na faixa a partir de 55 graus até 70 graus, por exemplo, de cerca de 60 graus, de maneira tal a conseguir a funcionalidade aonde um feixe de luz chegando a partir da fonte de luz é refletido por reflexão interna total sobre uma superfície lateral de uma crista e o feixe de luz refletido penetra a outra superfície lateral da crista. É, entretanto, também possível que um dispositivo óptico em concordância com uma concretização da presente invenção venha a possuir cristas com superfícies laterais encurvadas, isto é, não planares.[0025] In the exemplary optical device (201) which is illustrated in figures 2a - 2d, the cross sections of the ridges are substantially shaped in V as shown in figure 2d. The angle α between the lateral surfaces of each crest is advantageously in the range from 55 degrees to 70 degrees, for example, about 60 degrees, in such a way as to achieve the functionality where a beam of light arriving from the source of light is reflected by total internal reflection on one side surface of a ridge and the reflected light beam penetrates the other side surface of the ridge. It is, however, also possible that an optical device in accordance with an embodiment of the present invention will have ridges with curved, i.e. non-planar, side surfaces.
[0026] O dispositivo óptico de exemplificação (201) que é ilustrado nas figuras 2a – 2d compreende uma seção de flange (208) para suporte mecanicamente da seção central (202) e da seção periférica (203). Como é mostrada na figura 2c, a seção de flange (208) está, na direção do eixo óptico geométrico (221), entre a superfície cônica (205) e uma superfície de egresso (saída) de luz da porção de lente (204). Vale a pena notar que a seção de flange (208) é uma estrutura de suporte mecânico e diferentes estruturas de suporte mecânico são possíveis em dispositivos ópticos em concordância com diferentes concretizações da presente invenção. Por exemplo, ao invés da seção de flange (208) que é mostrada nas figuras 2a – 2c, pode existir istmos para suporte da seção central (202) e da seção periférica (203). Por um outro exemplo, um dispositivo óptico em concordância com uma concretização da presente invenção pode compreender uma seção de suporte mecânico conectada para a lateral de egresso (saída) de luz da porção de lente.[0026] The exemplary optical device (201) which is illustrated in figures 2a - 2d comprises a flange section (208) for mechanically supporting the central section (202) and the peripheral section (203). As shown in figure 2c, the flange section (208) is, in the direction of the geometric optical axis (221), between the conical surface (205) and a light egress (exit) surface of the lens portion (204) . It is worth noting that the flange section (208) is a mechanical support structure and different mechanical support structures are possible in optical devices in accordance with different embodiments of the present invention. For example, instead of the flange section (208) shown in figures 2a - 2c, there may be isthms to support the central section (202) and the peripheral section (203). For another example, an optical device in accordance with an embodiment of the present invention may comprise a section of mechanical support connected to the side egress (exit) of light from the lens portion.
[0027] Em um dispositivo óptico em concordância com uma concretização de exemplificação e não limitante da presente invenção, a superfície de egresso de luz da porção de lente (204) é uma superfície de misturação de cor de maneira tal que ela compreende porções convergentes e divergentes localizadas alternadamente com respeito umas para as outras. Em uma superfície de misturação de cor, feixes de luz exibindo diferentes comprimentos de onda são efetivamente misturados, por conseqüência, produzindo um padrão de luz que contém todos os comprimentos de onda uniformemente distribuídos através do padrão. Por conseqüência, a superfície de misturação de cor mistura feixes de luz representando diferentes cores, isto é, diferentes comprimentos de onda, resultando a partir de possíveis não idealidades de uma fonte de luz.[0027] In an optical device in accordance with an exemplary and non-limiting embodiment of the present invention, the light egress surface of the lens portion (204) is a color mixing surface in such a way that it comprises converging portions and divergences located alternately with respect for each other. On a color mixing surface, beams of light exhibiting different wavelengths are effectively mixed, in consequence, producing a light pattern that contains all wavelengths uniformly distributed throughout the pattern. Consequently, the color mixing surface mixes beams of light representing different colors, that is, different wavelengths, resulting from possible non-idealities of a light source.
[0028] Os exemplos específicos proporcionados na descrição determinada acima não deveriam ser construídos como limitantes do escopo e/ou da aplicabilidade das reivindicações de patente anexadas. Listas e grupos de exemplos proporcionados na descrição determinada acima não são exaustivos a menos que de outra forma explicitamente estabelecido.[0028] The specific examples provided in the description set out above should not be construed as limiting the scope and / or applicability of the attached patent claims. Lists and groups of examples provided in the description set out above are not exhaustive unless otherwise explicitly stated.
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